알루미늄 브레이징 전문가 가이드: 기술, 팁 및 모범 사례

알루미늄 브레이징은 제조 산업, 수리점, 자동차 산업, 심지어 DIY 애호가들의 집에서도 널리 보급되었습니다.

대부분의 제조사와 수리 회사는 구멍, 균열, 리벳, 누출, 나사산, 부러진 귀 등의 수리를 위해 전면 알루미늄 또는 대부분 알루미늄 부품을 사용합니다. 또한 주철이나 주강을 빠르게 주조하고 알루미늄을 쉽게 가공하여 부러진 부품을 수리하고 때로는 새것보다 더 강하게 만들기도 합니다.

이는 알루미늄 브레이징 합금이 우수한 파괴 저항성과 뛰어난 강도를 가진 전면 알루미늄 구조를 가지기 때문입니다. 알루미늄 브레이징은 초보자도 충분히 할 수 있습니다. 전문가라고 불릴 필요 없이 알루미늄을 전문적으로 브레이징할 수 있습니다.

그렇게 하려면 먼저 브레이징 공정 자체를 잘 살펴보고 실제로 어떻게 작동하는지 이해해 봅시다.

알루미늄 브레이징이란?

알루미늄 브레이징은 모재를 녹이지 않고 알루미늄 브레이징 봉이나 필러를 가열하여 접합하는 인기 있는 금속 접합 공정입니다.

융점에 도달하면 금속 조각을 서로 부착하거나 주어진 물체의 균열, 구멍, 틈을 메우는 데 사용할 수 있습니다.

그 후 용융 알루미늄 온도가 내려가면 굳어지며 정착하여 알루미늄 브레이징 공정이 완료됩니다.

더 보기: 브레이징이란?

알루미늄 브레이징 방법에는 어떤 것들이 있나요?

• 토치 브레이징(Torch brazing)은 산소연료 가스 토치나 프로판 토치로 브레이징할 부품을 가열하여 얻습니다. 이는 필러 금속 바로 아래 온도에서 녹는 클로라이드와 플루오라이드의 화학적으로 공격적인 조합인 플럭스를 사용합니다. 매우 얇거나 미세한 구조는 부품을 고르게 가열할 수 없어 브레이징하기 정말 어려울 수 있습니다. 브레이징 필러 금속은 조인트에 미리 배치하거나 손으로 들고 공급할 수 있습니다. 세척과 플럭싱이 때때로 필요합니다.
• 딥 브레이징 알루미늄(Dip brazing aluminum)은 세라믹 냄비에 담긴 플럭스를 함유한 대량의 용융 염욕에서 직접 저항 가열로 딥 브레이징 온도로 유지하여 수행합니다. 필러 금속은 브레이즈 조인트 주변에 부어지고 부품은 욕조에 담급니다. 이 방법은 여러 조인트가 필요한 프로젝트에 자주 적용됩니다.
• 무플럭스 진공 브레이징(Flux less vacuum brazing): 플럭스가 포함될 때 브레이징을 지원해야 하는 중요한 용접 후 세척 단계가 포함되지 않습니다. 알루미늄 브레이징 플럭스는 부식성이 있으며 철저히 세척하지 않으면 파손을 일으킬 수 있습니다. 플럭스 제거는 물에 담그고 헹구거나 화학적 세척으로 수행합니다.
• 로 브레이징(Furnace brazing): 이 방법은 가스, 오일 또는 전기 가열로에서 수행됩니다. 온도는 5°F(2.8°C) 이내로 조절되어야 하며 일관된 결과를 확보하는 데 필수적입니다. 로 분위기의 지속적인 순환은 브레이징 시간을 단축하고 더 균일한 가열을 가져오므로 바람직합니다. 로 내 연소 생성물은 브레이징에 해로울 수 있으며 내열 합금에서 만족스러운 품질의 브레이즈 어셈블리를 얻기 어렵게 만듭니다.

필요한 장비

• 모재 조각(Base metal pieces): 기본적으로 연결할 두 금속 조각 또는 수리가 필요한 금속 표면입니다.
• 브레이징 금속봉(Brazing metal rod): 브레이징봉은 브레이징 공정 중 두 금속 조각을 가공하는 데 사용되는 도구입니다. 기본적으로 전통적인 용접봉과 같은 것이지만 브레이징 전용으로 만들어졌습니다.
• 프로판 토치(Propane torch): 프로판 토치는 연료로 프로판(탄화수소 가스)을 사용하여 화염 또는 열을 가하는 데 기본적으로 사용됩니다.
• 자동 차광 용접 헬멧(Auto darkening welding helmet): 용접 헬멧은 '후드(Hood)'라고도 하며 모든 용접사가 반드시 갖춰야 할 가장 필수적인 개인 보호 장비(PPE) 중 하나입니다. 좋은 헬멧은 눈과 피부를 심한 스파크뿐만 아니라 아크에서 방출되는 잠재적으로 시력 손상을 초래할 수 있는 자외선과 적외선으로부터 보호합니다.
• 용접 장갑(Welding gloves): 용접 장갑은 용접 위험으로부터 손을 보호하는 개인 보호 장비(PPE)입니다. 이 장갑은 손가락 관절 움직임을 허용하면서 감전, 극한 열, 자외선 및 적외선 방사선으로부터 보호하고 내마모성과 향상된 그립감을 제공합니다.
• 용접 앞치마(Welding apron): 용접 앞치마는 작업자 가슴부터 무릎 또는 그 아래까지 앞면을 덮어 날아오는 스파크와 파편으로 인한 화상과 부상으로부터 작업자를 보호합니다. 이 앞치마는 작업복 위에 착용하며 목과 허리 조절 끈으로 단단히 고정됩니다.

알루미늄 브레이징 방법

알루미늄 브레이징 방법을 아는 것은 다양한 가정 수리에 직면한 누구에게나 유용한 기술이 될 수 있습니다. 알루미늄 브레이징은 알루미늄의 누출, 균열, 구멍 수리에 빠르고 저렴한 옵션이며 에어컨 수리에서 자주 발견됩니다.

용접 장비와 비교할 때 알루미늄 브레이징 장비는 저렴하고 휴대 가능하며 높은 전압을 필요로 하지 않습니다.

1. 브레이징 공정을 시작하기 전에 불연성 의복, 장갑, 안전 고글을 착용하십시오.
2. 알루미늄 브레이징으로 수리할 영역의 모든 먼지, 오일, 페인트 또는 기타 잔여물을 제거하십시오. 탈지 용제를 사용하여 오일과 그리스를 제거하십시오. 수리 영역 크기에 따라 샌드블라스트하거나 에메리 천, 그라인딩 휠, 줄을 사용해야 할 수 있습니다.
3. 브레이징할 조각을 클램프로 고정하거나 지지하십시오.
4. 온도와 금속에 적합한 플럭스를 브러시로 도포하십시오. 만능 플럭스는 넓은 온도 범위를 커버하며 일반 목적 브레이징에 유용합니다. 필러봉을 플럭스에 담가 플럭스를 추가하십시오. 플럭스 코팅봉을 사용하여 이 단계를 생략할 수도 있습니다. 플럭스 코팅봉은 알루미늄 브레이징 공정 중에 플럭스를 도포합니다.
5. 프로판 또는 아세틸렌 토치로 수리 부위를 가열하여 알루미늄이 주황색 꽃(Orange bloom)을 보일 때까지 가열하십시오. 이는 금속이 매우 뜨거워졌을 때 발생합니다. 플럭스를 도포하면 색이 변하거나 전체적으로 투명해져야 합니다.
6. 균열이나 조인트를 따라 브레이징봉을 움직여 필러 금속을 도포하십시오. 금속의 열이 필러를 수리가 필요한 영역으로 녹여 넣습니다. 봉을 녹이기 위해 필요에 따라 토치 화염을 켜고 끄며 이동하십시오.
7. 필러 재료가 응고된 후 부품을 담그거나 수리 부위에 뜨거운 물을 부어 플럭스를 제거하십시오. 플럭스가 벗겨집니다. 벗겨지지 않으면 젖은 상태이거나 여전히 뜨거운 물에 있는 동안 와이어 브러시로 브레이즈된 부분을 부드럽게 문지르십시오.
8. 금속이 완전히 식은 후 에메리 천으로 영역을 광택내십시오.
9. 영역을 즉시 마무리하지 않는 경우 녹 방지 코팅을 입히십시오.

다른 방법보다 브레이징을 선택하는 이유는?

브레이즈 용접은 두 금속 조각을 접합하는 데 열과 압력만 필요한 빠르고 강한 접합 공정입니다.

일반적으로 조인트가 보여야 하는 파이프, 튜브, 주물, 플레이트 또는 기타 두꺼운 시트 금속 연결에 사용됩니다. 이 공정은 철계 및 비철계 금속 모두에 적용 가능하지만 비철 금속(쉽게 연소)에서 더 쉽습니다.

이 공정은 브레이징/납땜의 장점과 아크 용접의 장점을 결합하여 대부분의 조인트를 예열 없이 한 단계로 빠르게 완료할 수 있습니다.

알루미늄 브레이징은 소량의 아연이 첨가된 구리로 만든 봉을 사용하며, 이는 공정 중 산화를 방지하는 데 도움이 됩니다.

알루미늄 브레이징은 배우기 쉽지만 안전 예방 조치를 취해야 합니다. 올바른 마인드셋과 자신감으로 이 프로젝트에 임한다면 누구나 알루미늄 브레이징을 할 수 있습니다.

일상생활에서 브레이즈드 알루미늄 조인트가 사용되는 일반적인 방법

브레이즈드 알루미늄 조인트는 높은 기계적 하중이 예상되는 대규모 프로젝트에서 자주 사용됩니다. 여기에는 교량, 선박, 철도 차량, 테니스 라켓 및 하키 스틱과 같은 일부 스포츠 장비 같은 프로젝트가 포함됩니다.

브레이즈드 알루미늄 조인트는 위에서 언급한 것과 같은 소규모 프로젝트에도 사용되며, 일상생활에서 알루미늄 브레이징 방법을 볼 수 있고 적절히 관리하면 알루미늄 접합 방법이 오래 지속됩니다.

알루미늄 브레이징의 위험성

알루미늄 브레이징 사용은 그 자체로 위험한 공정입니다. 알루미늄 브레이징은 제대로 사용하지 않는 사람들에게 안전 위험을 초래할 수 있습니다.

알루미늄 브레이징을 사용 중 금속이 너무 뜨거워지면 화상을 입을 수 있습니다. 조인트가 알루미늄 브레이징과 플럭스로 철저히 코팅되지 않으면 브레이즈드 알루미늄이 고정되지 않아 브레이징이 실패할 수 있습니다.

알루미늄 브레이징은 비철 금속에만 사용할 수 있으므로 철계 금속이나 강철에는 사용할 수 없습니다. 즉, 브레이즈 알루미늄은 어느 유형 재료에도 사용할 수 없습니다.

알루미늄 브레이징이 올바르게 수행되지 않으면 알루미늄이 변형되거나 심각하게 손상될 수 있습니다.

알루미늄 브레이징은 재료를 제거하고 알루미늄 접합을 원래보다 약하게 만듭니다. 이는 브레이즈드 알루미늄이 미용 목적으로만 사용될 수 있는 화장품적 해결책일 뿐임을 의미합니다. 기계적 힘이 가해지는 영역에 알루미늄 접합을 사용하면 브레이즈드 알루미늄은 테스트 시 실패할 가능성이 높습니다.

이 위험들을 어떻게 예방하나요?

알루미늄 브레이징 사용 시 위험을 피하는 가장 좋은 방법은 적절한 안전 예방 조치입니다. 안전한 작업 공간 유지, 올바른 도구 보유, 알루미늄 브레이징 프로젝트 시작 전 자신이 무엇을 하는지 아는 것이 중요합니다.

알루미늄 브레이징의 장점

알루미늄 브레이징은 용접 및 기타 금속 가공 유형보다 많은 이점을 제공합니다. 용접과 비교한 알루미늄 브레이징의 몇 가지 이점은 다음과 같습니다.

• 저비용: 용접에는 아르곤, 헬륨 같은 보호 가스, 필러 와이어, 전력 등 많은 소모품이 필요하지만 알루미늄 토치 브레이징에는 필요하지 않습니다. 보호 가스 비용이 저렴하지 않기 때문에 궁극적으로 훨씬 저렴한 금속 가공 경험으로 이어집니다.
• 쉬운 사용: 용융 용접 풀을 조작해야 하는 TIG 용접 장비와 달리 토치 브레이징은 상대적으로 복잡하지 않은 공정입니다. 이는 MIG나 TIG 용접에 비해 훌륭한 입문 수준 금속 가공 기술이 됩니다.
• 안전한 관행: 알루미늄 브레이징도 화상을 입을 수 있는 고열을 포함하지만, 가스 토치 브레이징은 고전압 전기를 다루지 않아도 됩니다. 이는 TIG 토치에서 전압 조작에 익숙하지 않은 금속 가공자에게 훌륭한 방법이 될 수 있습니다.
• 다양한 합금에 적용: 알루미늄 브레이징은 모든 알루미늄 합금이나 주조 알루미늄에 작동하므로 다양한 알루미늄 기반 프로젝트에 유용한 기술 선택이 됩니다.
• 매끄럽고 보기 좋은 조인트: 용접(초보 용접사가 수행하면 튀거나 고르지 않은 용접 비드 남길 수 있음)과 달리 브레이징은 일반적으로 다루기 쉽고 피팅이나 돌기가 적은 더 균일한 결합을 만듭니다.
• 빠른 수리: 알루미늄 브레이징은 TIG 용접 및 기타 용접 형태보다 훨씬 빠른 금속 접합 기술입니다. 이 다른 금속 가공 기술과 동등한 강도를 가지므로 빠르게 수행해야 하거나 조립 라인의 일부로 수행되어야 하는 금속 가공 작업에 알루미늄 브레이징이 좋은 옵션입니다.